HU220786B1 - Eljárás kalcium-borát előállítására - Google Patents

Eljárás kalcium-borát előállítására Download PDF

Info

Publication number
HU220786B1
HU220786B1 HU0003957A HUP0003957A HU220786B1 HU 220786 B1 HU220786 B1 HU 220786B1 HU 0003957 A HU0003957 A HU 0003957A HU P0003957 A HUP0003957 A HU P0003957A HU 220786 B1 HU220786 B1 HU 220786B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
boric acid
lime
product
molar ratio
temperature
Prior art date
Application number
HU0003957A
Other languages
English (en)
Inventor
David M. Schubert
Original Assignee
U.S.Borax Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by U.S.Borax Inc. filed Critical U.S.Borax Inc.
Publication of HUP0003957A2 publication Critical patent/HUP0003957A2/hu
Publication of HUP0003957A3 publication Critical patent/HUP0003957A3/hu
Publication of HU220786B1 publication Critical patent/HU220786B1/hu

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B35/00Boron; Compounds thereof
    • C01B35/08Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
    • C01B35/10Compounds containing boron and oxygen
    • C01B35/12Borates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B35/00Boron; Compounds thereof
    • C01B35/08Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
    • C01B35/10Compounds containing boron and oxygen
    • C01B35/12Borates
    • C01B35/126Borates of alkaline-earth metals, beryllium, aluminium or magnesium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Description

A jelen találmány tárgya eljárás kalcium-borát előállítására, közelebbről, javított eljárás kristályos kalciumhexaborát-tetrahidrát, a nobleit nevű ásvány szintetikus alakja előállítására, bórsav és mész vizes szuszpenzióban végrehajtott reakciójával.
A kalcium-borátoknak számos ipari alkalmazásuk van. Használják az üvegszálgyártásban, ha az üveg összetétele megköveteli a nátrium korlátozott hozzáadását, mint például az üvegszálas textilek esetében. Hatásos tűzkésleltetők ezenkívül olyan anyagokban, mint például a műanyagok és a műgumi polimerek, cellulózok, gyanták és olajok stb. Hasznosak továbbá az acél és a kerámia gyártásában.
Több különféle, természetes és szintetikus kalciumborát-készítmény ismeretes, ezek általában hidratált vegyületekként képződnek. A kereskedelemben leginkább használatos, a természetben előforduló kalciumborátok többek között a colemanit, aminek a kémiai összetétele 2CaO.3B2O3.5H2O. Ezeknek a természetes kalcium-borát-ásványoknak a hátránya többek között az ásványi szennyezések jelenléte, továbbá az, hogy ha finom részecskeméretre van szükség, mint például a tűzkésleltetéshez alkalmazott polimer gyantákban, akkor őrlésre van szükség, végül az ulexit esetében a nátrium, és jelentős víztartalom jelenléte. A colemanit és az ulexit boráttartalma körülbelül 51 tömeg% B2O3, illetve 43 tömeg% B2O3.
Ismert szintetikus kalcium-borátok többek között a kalcium-metaborát-tetrahidrát és -hexahidrát alakja, CaO.B2O3.4H2O és CaO.B2O3.6H2O, amik körülbelül 35 tömeg%, illetve 30 tömeg% B2O3-ot tartalmaznak. Bár ezeknek a szintetikus készítményeknek megvan az az előnyük, hogy nagy tisztaságúak, mivel nem tartalmazzák a természetes colemanitban és ulexitben lévő ásványi szennyezéseket, azokkal összehasonlítva viszonylag alacsony a boráttaitalmuk. A szintetikus gowerit, ami kalcium-hexaborát-pentahidrátból áll (CaO.3B2O3.5H2O), körülbelül 59 tömeg% B2O3-ot tartalmaz, ami boráttartalom szempontjából lényegesen magasabb, mint a kalcium-metaborát-készítmények. A gowerit azonban hajlamos rá, hogy durva szemcsés formában kristályosodjon, így számos alkalmazásban őrlésre van szükség a finom részecskeméret eléréséhez.
A CaO.3B2O3.4H2O képletű kalcium-hexaboráttetrahidrátban a bőr:kalcium arány ugyanannyi, mint a szintetikus goweritben, de kevesebb vizet tartalmaz. 62 tömeg%-os B2O3-tartalma magasabb, mint a gowerité, a kalcium-metaborátoké és a colemanit vagy az ulexit ásványoké. A természetben ismert megjelenési formája a nobleit ásvány, bár az nem fordul elő kereskedelmileg kiaknázható mennyiségben.
A nobleit és a gowerit ásványok szintetikus formái előállítására különféle eljárások ismeretesek. A szintetikus nobleit például a meyerhofferit (2CaO.3B2O3.7H2O) bórsavas oldatban 8 napig 85 °C hőmérsékleten végzett hidrotermikus kezelésével állítható elő. Lásd 3,337,292 számú egyesült államokbeli szabadalom.
Ditte [Acad. Sci. Paris Comptes rendus, 77, 783-785 (1873)] leírta kalcium-oxid-borátok képződését izlandi pát (kalcit) és telített bórsavoldat reakciójában. A képződő sót úgy írta le, mint „hidratált mész-borát” kicsiny, tűs kristályai, ami „(3Bo02,CaO,HO)(BoÖ2,3HO)-t tartalmaz”. Ezt követően Érd, McAllister és Vlisidis [American Mineralogist,46,560-571 (1961)] arra a következtetésre jutottak, hogy Ditte terméke nobleit. Érd és mások szintetikusan elő is állították a nobleitet oly módon, hogy meszet és bórsavat vízben 30 órán át 48 °C hőmérsékleten kevertek, majd a terméket 10 napig 68 °C hőmérsékleten tartották.
Kemp [The Chemistry of Borates, I. rész, 70. oldal (1956)] közlése szerint, ha bórsav vizes oldatát 3 hétig 40 °C hőmérsékleten tartjuk, CaO.3B2O3.4H2O és 2CaO.3B2O3.9H2O keveréke válik ki az oldatból. Kemp azt is leírta, hogy a CaO.3B2O3.8H2O CaO.3B2O3.4H2O képződésével bomlik. A „Supplement to Mellor’s Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry” [Pótkötet a Mellor-féle Szervetlen és Elméleti Kémiai Összefoglalóhoz], V. kötet, A) rész: Bóroxigén-vegyületek, 550-551. oldal (1980) kézikönyv szerint a CaO.3B2O3.4H2O 25 °C hőmérsékleten és 5,5-6,5 pH között szilárd fázisként előfordul a Na2O-CaO-B2O3-H2O és a CaO-NaCl-B2O3-H2O rendszerekben. A meyerhofferit bórsavas oldatban 85-250 °C hőmérsékleten végzett hidrotermikus kezelésekor ginorit (2CaO.7B2O3.8H2O) mellett a tetrahidrát és a pentahidrát kristályai egyaránt keletkeznek.
Mellor közölte azt is, hogy a nobleit 25 °C és 45 °C hőmérsékleten stabilis fázist alkot a CaO-B2O3-H2O rendszerben, továbbá képződik mész (CaO) és bórsav vizes elegyéből 60 °C hőmérsékleten. Mellor közli azt is az 551. oldalon, hogy mészből és bórsavból vizes közegben 100 °C hőmérsékleten Cal.3B2O3.5H2O (gowerit) képződik.
Lehnmann és mások [Zeitschrift fiir Anorganische und Allgemeine Chemie, Volume 346, 12-20. oldal (1966)] szerint a gowerit képződése mész, H3BO3 és víz elegyéből viszonylag magasabb hőmérsékleten (100 °C) és magasabb CaO-koncentráció mellett kedvezőbb, míg a nobleit elsősorban hígabb, kisebb CaOtartalmú oldatokban, és alacsonyabb hőmérsékleten (60 °C) keletkezik.
A jelen szabadalom bejelentője azt tapasztalta, hogy ha meszet vizes szuszpenzióban bórsavval reagáltatunk a körülbelül 60 °C-85 °C hőmérsékleti tartományban, azzal a feltétellel, hogy a vizes termékben a nem oldódó szilárd anyagok végső koncentrációja elég nagy, és a mész:bórsav adalék (CaO:H3BO3) mólaránya meghatározott határértékek között van, újszerű, kristályos kalcium-hexaborát-tetrahidrát-készítmény állítható elő, amelynek megkülönböztetett kristályformája van. Az így keletkező kristályos tetrahidráttermék rendszerint olyan, kívánatos kristály formájú, ami vékony, egymásba nőtt lemezekből áll, amelyek közel gömbszerű, sugaras halmazokba rendeződnek.
A jelen találmány javított eljárást szolgáltat kristályos kalcium-hexaborát-tetrahidrát előállítására, bórsav és mész vizes szuszpenziójának körülbelül 60 °C és 85 °C közötti hőmérsékleten végrehajtott reakciójával,
HU 220 786 Bl amelyben a bórsav: víz mólarány nagyobb, mint 0,25:1, a mész:bórsav (CaO:H3BO3) mólarány 0,05-0,15:1 közötti, és a jelen levő reagáló anyagok koncentrációja elegendő ahhoz, hogy a termék vizes szuszpenziója legalább 25 tömeg% feloldatlan szilárd anyagot tartalmazzon. A jelen találmány szerinti eljárás gyors reakciósebességet, magas termékhozamot eredményez, és a terméknek kedvezőek a jellemzői, például finom a részecskeméret-eloszlása, és jók az önthetőségi és nagy mennyiségben való kezelhetőségi tulajdonságai. A találmány tárgya ezenkívül újszerű, megkülönböztetett kristály formájú kalcium-hexaborát-tetrahidrát-készítmény.
A jelen találmány szerinti eljárás abból áll, hogy kristályos kalcium-hexaborát-tetrahidrát előállítása céljából vízben reagáltatunk nagy koncentrációjú bórsavat és meszet magas, körülbelül 60 °C és körülbelül 85 °C közötti hőmérsékleten. A reakció kedvezően magas, körülbelül 70 °C és körülbelül 85 °C közötti hőmérsékleten megy végbe. Szükséges, hogy a reakcióelegyben nagy legyen a feloldatlan szilárd anyagok koncentrációja, úgyhogy a végtermék legalább 25 tömeg%, kedvezően legalább 30 tömeg% feloldatlan szilárd anyagot tartalmazzon.
A kalcium-hexaborát-tetrahidrát jelen találmány szerinti eljárással való előállításában lényeges a reagáló anyagok koncentrációja. Közelebbről, ha a reakcióelegyben nagy a bórsav: víz arány, a jelen találmány szerinti magas hőmérsékleten inkább nobleit keletkezik, mint gowerit. Ahhoz, hogy a szóban forgó hőmérsékleti tartományban nobleit képződjék, a bórsavat, ami magasabb hőmérsékleten nagyon jól oldódik vízben, az oldhatósági határnál lényegesen magasabb koncentrációban kell adagolni. A kiindulási elegyben a bórsav: víz (H3BO3:H2O) mólaránynak 0,25:1-nél nagyobbnak kell lennie, például a 0,25:1-0,5:1, kedvezően a 0,3-0,45:1 tartományban. Ez lényegesen magasabb, mint a bórsav 60 °C és 85 °C közötti oldhatósági határa, ami egy mól vízre számítva körülbelül 0,04 és körülbelül 0,08 mól H3BO3 között van.
A mész:bórsav (CaO:H3BO3) mólarány a kiindulási elegyben a körülbelül 0,05-0,15:1 tartományban, kedvezően körülbelül 0,1-0,14:1 között van. A jelen szabadalmi leírásban a mész kifejezés jelenthet égetett meszet és gyorsmeszet (kalcium-oxid-hidrát), kalciumhidroxidot, mint például hidratált mész, oltott meszet és mész-hidrátot, valamint kalcium-karbonátot, beleértve a kalcitot és a mészkövet.
A jelen találmány szerinti eljárással szakaszos, folyamatos vagy félig folyamatos eljárásban állítható elő kalcium-hexaborát-tetrahidrát. A szakaszos eljárásban a bórsav és a mész vízben elegyíthető, és a reakció beindítása céljából a kívánt hőmérsékletre melegíthető. Egy másik megoldás szerint a korábbi reakciókból visszanyert anyalúg, vagy írissen készített anyalúg használható a reakció közegeként. Folyamatos, vagy félig folyamatos eljárásban a kívánt terméket folyamatosan eltávolítjuk a reaktorból, és a maradék anyalúgot további bórsav és mész hozzáadásával, valamint a reagenseknek a reakció hőmérsékletére való felmelegítésével visszavezetjük.
A reakció általában egy órán belül lényegében teljesen végbemegy, bár a tennék B2O3-tartalmában elérhető kisebb javulás, ha a reakcióelegyet körülbelül 4 órán át melegítjük. Ha reagensként kalcium-oxidot vagy kalcium-hidroxidot használunk, a reakció körülbelül 15-25 percen belül, elég jelentős hőfejlődéssel megy végbe, amely idő alatt a kiindulási anyagok nagyobb hányada átalakul a kívánt termékké.
Kedvezően a reakcióidő alatt a reakcióelegyet állandóan mozgásban tartjuk, például keveréssel. A reakció lefolyása után a nobleitterméket a forró anyalúgtól például szűréssel vagy centrifúgálással, vagy más alkalmas, szilárd-folyadék elválasztási eljárással választjuk el. A nedves szilárd anyagot az esetleg zárványként benne maradt anyalúg eltávolítása céljából moshatjuk, például vízzel, majd szárítással kapjuk a kristályos kalcium-hexaborát-tetrahidrátot.
Ha nagyobb B2O3-tartalmú termékre van szükség, a kalcium-hexaborát-tetrahidrát legalább 325 °C, kedvezően körülbelül 450 °C és körülbelül 600 °C közötti hőmérsékletre való hevítéssel dehidratálható, így újszerű, amorf, vízmentes kalcium-hexaborátot (CaO.3B2O3) kapunk, ami körülbelül 79 tömeg% B2O3-ot tartalmaz.
A jelen találmány szerinti termék részecskeméretanalízise szerint a részecskeméret-eloszlás átlaga viszonylag alacsony, átmérője jellemzően legalább 90%ban kisebb mint 75 mikrométer. Ez a kis részecskeméret számos alkalmazásban kedvező, amelyben szilárd anyagok finom eloszlású diszperziójára van szükség, mint például polimer gyanták tűzkésleltető alkalmazásaiban. A szilárd anyag ennek ellenére könnyen szűrhető, ami megkönnyíti a szilárd tennék elválasztását az anyalúgtól, ami azután visszavezethető a folyamatba. Továbbá, a kristályforma gömbszerű mérete miatt a megszárított szilárd anyagnak, a különösen finom részecskeméret-eloszlás ellenére, kiváló a kezelhetősége és az önthetőségi tulajdonságai. Azt is tapasztaltuk, hogy a kristályos termék lényegesen nem hajlamos az összetapadásra.
A termék három, elkülönülő szakaszban veszít vizet, körülbelül 91 °C, 177 °C és 312 °C hőmérsékleten. Méréseink szerint körülbelül 927 °C hőmérsékleten olvad. A termék dehidratálásakor képződő vízmentes kalcium-borát-termék kevésbé higroszkópos (nedvszívó), mint a legtöbb dehidratált fém-borát-vegyület.
1. példa literes lombikra visszafolyó hűtőt, mechanikus keverőt és hőmérséklet-szabályozót szerelünk. Anyalúg készítéséhez a lombikba töltünk 5 kg ionmentesített vizet, 1448 g (23,42 mól) bórsavat, és 31,7 g (0,43 mól) kalcium-hidroxidot. Az elegyet 80 °C hőmérsékletre melegítjük, és hozzáadunk 1876 g (30,34 mól) bórsavat, 417 g (5,63 mól) kalcium-hidroxidot, valamint 3 g nobleit oltókristályt. Még egy 1876 g-os bórsav és 417 g-os kalcium-hidroxid-adag hozzáadásával a reakciószuszpenzióban a bórsav és víz (H3BO3:H2O) mólaránya 0,30:1, a mész és a bórsav (CaO:H3BO3) mólaránya pedig 0,14:1. A reagáló anyagok mennyiségét úgy számítottuk, hogy a végtermék szuszpenziója körül3
HU 220 786 Β1 belül 36 tömeg% feloldatlan szilárd anyagot tartalmazzon, feltételezve, hogy a mész teljes mennyisége szilárd nobleittermékké alakul. A reagáló anyagok hozzáadásakor a hőmérséklet 72 °C-ra esik vissza, amit folyamatos melegítéssel 9 perc alatt ismét 80 °C-ra növelünk. A reagensek hozzáadása után 20-25 perccel bekövetkező hőfejlődés következtében a hőmérséklet 86 °C-ra emelkedik. A reakcióelegy hőmérséklete fokozatosan beáll a szabályozott 80 °C értékre, és ezen a hőmérsékleten folytatjuk a keverést. Összesen 165 perc múlva a szilárd rész a kémiai analízis szerint 61,2 tömeg% B2O3-ot tartalmaz, ami azt jelzi, hogy a reakció gyakorlatilag teljesen végbement. A reakcióelegyet éjszakán át 80 °C-on keveijük. 21 óra múltán a termék szuszpenzióját szűrjük, a szűrt szilárd anyagot vízzel mossuk és szárítjuk, ami szabadon önthető fehér színű port eredményez. A kristályos termék röntgendiffiakciós analízise szerint az nobleit. Kémiai analízis alapján a végtermék 62,3 tömeg% B2O3-at tartalmaz. A termék részecskeméret-eloszlása: 99 tömeg%-a jut át a 100-as (150 mikrométeres), 97 tömeg%-a a 200-as (75 mikrométeres), és 94 tömeg%-a a 325-ös (45 mikrométeres) nyílásméretű szitán. Az anyagnak jók a folyási tulajdonságai, de hajlamos rá, hogy könnyen fluidizálódjon, ami bimodális (kettős) folyási tulajdonságot eredményez.
2. példa
Keveréssel ellátott lombikban 603,4 g bórsav és
13,2 g kalcium-hidroxid [Ca(OH)2] 2083,5 g ionmentesített vízzel való elegyítésével előállítunk egy adag szintetikus anyalúgot. Ezt az elegyet keverés közben 60 °C hőmérsékletre melegítjük, és hozzáadunk két adag, egyenként 781,7 g bórsavból és 173,8 g kalcium-hidroxidból álló reagenst, úgy hogy a reakcióelegy szuszpenziójában a mész:bórsav (CaO:H3BO3) mólaránya 0,14:1, a bórsav:víz (H3BO3:H2O) mólaránya pedig 0,30:1 legyen, amit úgy számítottunk, hogy a végtermék szuszpenziójában körülbelül 36 tömeg% legyen a feloldatlan szilárd nobleit aránya. A reagensek adagjainak hozzáadásakor a hőmérséklet kissé csökken. A nobleittermék kristályosodásának elősegítése céljából az utolsó adag bórsav és mész hozzáadása után körülbelül 3,0 g, előzetesen elkészített szintetikus nobleit oltókristályt adunk a reakcióelegyhez. A nobleit oltókristály hozzáadása után körülbelül 25 perccel a hőmérséklet 63,1 °C-ra való emelkedése figyelhető meg. A reakcióelegyet a kísérlet megkezdésétől számítva 20 órán át folyamatosan keverjük, 60 °C-on tartott hőmérsékleten. A 20 óra letelte után a reakcióelegy szuszpenzióját szüljük, a szűrőn maradt nedves szilárd anyagról a hozzátapadt oldatot 1500 g ionmentesített vízzel való mosással eltávolítjuk, majd négy napig körülbelül 60 °C hőmérsékleten szárítjuk. A keletkező kristályos tennék, ami körülbelül 63,8 tömeg% B2O3-ot és 16,1 tömeg% CaO-t tartalmaz, röntgendiffiakciós vizsgálat szerint nobleit.
3. példa
2000 g vízben elegyítünk 579,2 g bórsavat és 17,1 g kalcium-karbonátot (az EEC Amerika Inc. cég Atomit® CaCO3-terméke, közepes részecskeméret 3 pm), és a képződő reakcióelegyet 80 °C hőmérsékletre melegítjük. Lassan hozzáadjuk 835,6 g bórsav és 225,3 g kalcium-karbonát keverékét, amitől a szuszpenzió szén-dioxid-gáz fejlődése következtében habzik, és a hőmérséklet 70 °C-ra csökken. A habzás megszűnése után, amikor a hőmérséklet ismét visszatér 80 °C-ra, ismét hozzáadunk egy adag 835,6 bórsavból és 225,3 g kalcium-karbonátból álló keveréket. A szuszpenziót ismét 80 °C-ra melegítjük, és ezen a hőmérsékleten tartjuk. A bórsav : víz, és a mész-.bórsav mólarány 0,33:1, illetve 0,13:1. A reakcióelegy összetételét úgy számítottuk, hogy a végtermék szuszpenziójában a feloldatlan szilárd nobleit aránya körülbelül 35 tömeg% legyen. A reakcióelegyből három óra múlva mintát veszünk, majd öt óra múlva az egész adagot szüljük, ionmentes vízzel mossuk, és 60 °C hőmérsékleten több napig szárítjuk. A termékben öt óra reakcióidő után titrálással analizálva 63,4 tömeg% B2O3-tartalmat mérünk. A végtermék röntgendiffrakciós vizsgálat szerint nobleit.
4. példa
A 3. példa szerinti eljárást követjük azzal a különbséggel, hogy a reakciót 60 °C helyett 80 °C hőmérsékleten hajtjuk végre, és az adag méretét a szén-dioxid-gáz fejlődése által okozott habzás miatt 25 tömeg%-kal csökkentjük. A bórsav: víz és a mész:bórsav mólarány a 3. példához hasonlóan 0,30:1 és 0,14:1, így a végtermék szuszpenziójában a feloldatlan szilárd nobleit számított mennyisége körülbelül 35 tömeg%. A reakcióelegy három óra elteltével igen sűrű lesz. Éjszakán át keverjük, amiközben annyira besűrűsödik, hogy a keverés csak a reakcióelegy közepén működik. A reakcióelegy szűrése előtt, a szuszpenzió hígítása céljából 60 °C hőmérsékleten hozzáadunk két liter ionmentesített vizet. A termék szűrése ennek ellenére igen nehéz, az igen finom eloszlású szilárd anyagot tartalmaz. A szilárd anyagot röntgendiffrakcióval vizsgáltuk, a meghatározás szerint az nobleit. A termék pásztázó elektronmikroszkópos értékelése szerint a nobleit hexagonális lemezek alakjában képződött, azonban az az egyedülálló morfológiai jellemző, amely szerint a kristálylemezkék magasabb hőmérsékleten gömbszerű halmazokba rendeződnek, nagyrészt hiányzik, mivel a lemezkék nagy része különálló. A terméket titrálással analizálva az körülbelül 62,3 tömeg% B2O3-ot tartalmaz.
5-6. példa
A reakciókat 75 °C hőmérsékleten és kisebb bórsav: víz arány mellett (és ezért a végtermék szilárdanyag-koncentrációjának kisebb értékével) hajtjuk végre, mészként kalcium-hidroxidot használva. Az 5. példában 1448 g bórsavat és 31,7 g kalcium-hidroxidot elegyítünk 5 liter ionmentesített vízben, és a reakcióelegyet 75 °C hőmérsékletre melegítjük. Hozzáadunk további 1506 g bórsavat és 300,7 g kalcium-hidroxidot. A bórsav:víz és mész:bórsav mólarány 0,17:1, illetve 0,09:1. A reakcióelegyben a végtermék szuszpenziója körülbelül 18 tömeg%-nyi számított mennyiségű feloldatlan szilárd anyagot tartalmaz, ha feltételezzük, hogy a mész teljesen átalakul szilárd nobleittermékké. 45 perc
HU 220 786 Bl elteltével csapadék képződése figyelhető meg. A reakcióelegyből három óra múlva mintát veszünk, majd meleg vízzel 50 tömeg%-ra hígítjuk és szüljük. A szűrőn maradt szilárd anyagot, a hozzátapadt oldat eltávolítása céljából, körülbelül 3 liter ionmentesített vízzel mossuk. A szilárd terméket titrálással analizáljuk, mért B2O3tartalma 61,8 tömeg%. A termék a röntgendiffrakciós meghatározás szerint nobleitből áll, ami becslés szerint 7 tömeg% goweritet tartalmaz.
A 6. példa hasonló az 5. példához, azzal a különbséggel, hogy sokkal kisebb bórsavkoncentrációval hajtjuk végre. A 6. példában 1321 g bórsavat és 20 g kalciumhidroxidot elegyítünk 6419 g ionmentesített vízben, és a reakcióelegyet 75 °C hőmérsékletre melegítjük. Hozzáadunk további 100 g bórsavat és 140 g kalcium-hidroxidot. A bórsav:víz és mész:bórsav mólarány 0,06:1, illetve 0,09:1. A reakcióelegyben a végtermék szuszpenziója körülbelül 9 tömeg%-nyi számított mennyiségű feloldatlan szilárd anyagot tartalmaz, ha feltételezzük, hogy a mész teljesen átalakul szilárd nobleittermékké. Három óra múlva a reakcióelegyből mintát veszünk és szüljük. A szilárd tennék gyengén kristályosodó nobleit és gowerit keveréke. A terméket titrálással analizálva az csupán 46,5 tömeg% B2O3-t tartalmaz.
A jelen találmánynak különböző változtatásai és módosításai lehetségesek, amelyek, amennyiben a találmány szellemében történnek, a találmánynak a csatolt szabadalmi igénypontok által meghatározott oltalmi körén belül vannak.

Claims (12)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Eljárás kristályos kalcium-hexaborát-tetrahidrát előállítására, azzal jellemezve, hogy az eljárásnál bórsavat és meszet reagáltatunk vizes szuszpenzióban körülbelül 60 °C és 85 °C közötti hőmérsékleten, a bórsav : víz mólarány nagyobb mint 0,25:1, a mész: bórsav (CaO:H3BO3) mólarány 0,05-0,15:1 közötti, és a jelen levő reagáló anyagok koncentrációja elegendő ahhoz, hogy a termék vizes szuszpenziója legalább 25 tömeg% feloldatlan szilárd anyagot tartalmazzon, továbbá a szóban forgó kristályos kalcium-hexaborát-tetrahidrátot elválasztjuk a terméket tartalmazó, szóban forgó vizes szuszpenziótól.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a bórsav és a víz szóban forgó mólaránya a körülbelül 0,3 és körülbelül 0,45:1 közötti tartományban van.
  3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mész és a bórsav szóban forgó mólaránya a körülbelül 0,31 és körülbelül 0,14:1 közötti tartományban van.
  4. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szóban forgó hőmérséklet a körülbelül 70 °C és körülbelül 85 °C közötti tartományban van.
  5. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szóban forgó mészvegyület kalcium-karbonát.
  6. 6. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szóban forgó mészvegyület hidratált mész.
  7. 7. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szóban forgó termék vizes szuszpenziójában a feloldatlan szilárd anyagok koncentrációja legalább 30 tömeg%.
  8. 8. Eljárás kristályos kalcium-hexaborát-tetrahidrát előállítására, azzal jellemezve, hogy az eljárásnál bórsavat és meszet reagáltatunk vizes szuszpenzióban körülbelül 70 °C és 85 °C közötti hőmérsékleten, a bórsav: víz mólarány a körülbelül 0,3 és körülbelül 0,45:1 közötti tartományban van, a mész: bórsav (CaO:H3BO3) mólarány pedig a körülbelül 0,1 és körülbelül 0,14:1 közötti tartományban, és a jelen levő reagáló anyagok koncentrációja elegendő ahhoz, hogy a tennék vizes szuszpenziója legalább 30 tömeg% feloldatlan szilárd anyagot tartalmazzon, továbbá a szóban forgó kristályos kalcium-hexaborát-tetrahidrátot elválasztjuk a terméket tartalmazó, szóban forgó vizes szuszpenziótól.
  9. 9. Kristályos kalcium-hexaborát-tetrahidrát, azzal jellemezve, hogy vékony, egymásba nőtt, közel gömbszerű halmazokba rendeződött lemezkékből áll.
  10. 10. A 9. igénypont szerinti kristályos kalclum-hexaborát-tetrahidrát-készítmény dehidratálására szolgáló eljárás, azzal jellemezve, hogy a szóban forgó készítményt körülbelül 325 °C fölötti hőmérsékletre hevítjük.
  11. 11. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szóban forgó hőmérséklet a körülbelül 450 °C és körülbelül 600 °C közötti tartományban van.
  12. 12. A 10. igénypont szerint előállított amorf kalcium-hexaborát-készítmény.
HU0003957A 1997-04-18 1998-04-17 Eljárás kalcium-borát előállítására HU220786B1 (hu)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/844,481 US5785939A (en) 1995-10-18 1997-04-18 Method for producing calcium borate
PCT/US1998/007876 WO1998047815A1 (en) 1997-04-18 1998-04-17 Method for producing calcium borate

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HUP0003957A2 HUP0003957A2 (en) 2001-03-28
HUP0003957A3 HUP0003957A3 (en) 2001-04-28
HU220786B1 true HU220786B1 (hu) 2002-05-28

Family

ID=25292832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0003957A HU220786B1 (hu) 1997-04-18 1998-04-17 Eljárás kalcium-borát előállítására

Country Status (19)

Country Link
US (1) US5785939A (hu)
EP (1) EP1009716B1 (hu)
JP (1) JP2001522344A (hu)
KR (1) KR100528571B1 (hu)
CN (1) CN100402425C (hu)
AR (1) AR012475A1 (hu)
AT (1) ATE229478T1 (hu)
AU (1) AU735325B2 (hu)
BR (1) BR9808558A (hu)
CA (1) CA2287464C (hu)
CZ (1) CZ297906B6 (hu)
DE (1) DE69810121T2 (hu)
ES (1) ES2184254T3 (hu)
HU (1) HU220786B1 (hu)
PE (1) PE95099A1 (hu)
PL (1) PL336166A1 (hu)
PT (1) PT1009716E (hu)
TR (1) TR199800692A2 (hu)
WO (1) WO1998047815A1 (hu)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5837621A (en) * 1995-04-25 1998-11-17 Johns Manville International, Inc. Fire resistant glass fiber mats
US20010037035A1 (en) * 2000-05-24 2001-11-01 Kevin Kutcel Method for preparing polyborate compounds and uses for same
US20070199350A1 (en) * 2006-02-24 2007-08-30 Butts Dennis I Methods for producing glass compositions
CN100402424C (zh) * 2006-09-21 2008-07-16 杭州电子科技大学 一种纳米六硼化物的合成方法
WO2010096631A2 (en) * 2009-02-20 2010-08-26 Nisus Corporation, Inc. Borate micro emulsion and method for making the same
CN103011187B (zh) * 2012-12-14 2014-12-03 陕西师范大学 纳米级CaO·3B2O3·4H2O的制备方法
CN103601208B (zh) * 2013-11-25 2015-11-18 武汉大学 微纳结构硼钙复合氧化物的制备方法
WO2017030978A1 (en) * 2015-08-14 2017-02-23 U.S. Borax Inc. Potassium magnesium borate use for delayed release of borate and methods of manufacturing the same
CN106082252B (zh) * 2016-05-28 2018-05-25 曲阜师范大学 一种水合硼酸钙微球、无水硼酸钙微球及其制备方法
CN106939166B (zh) * 2017-03-16 2018-07-10 陕西师范大学 一种2CaO·B2O3·H2O/Mg(OH)2纳米复合阻燃剂
CN107128943B (zh) * 2017-06-23 2019-05-21 齐鲁工业大学 一种利用溶胶—凝胶法合成制备硼酸铝粉体的方法
CN114180951B (zh) * 2021-12-24 2023-02-28 安徽龙磁科技股份有限公司 一种含硬硼钙石的铁氧体浆料及其制备方法
WO2024147962A1 (en) * 2023-01-06 2024-07-11 U.S. Borax Inc. Process for borate crystallization and composition

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3032391A (en) * 1958-08-20 1962-05-01 United States Borax Chem Production of calcium borates
US3032392A (en) * 1958-10-29 1962-05-01 United States Borax Chem Manufacture of calcium borates
US3337293A (en) * 1963-03-28 1967-08-22 Harry H Wieder Process for preparing the strontium isomorph of colemanite
US3337292A (en) * 1963-03-28 1967-08-22 Harry H Wieder Preparation of hydrates of 2cao.3b2o3
JPS5171300A (ja) * 1974-12-18 1976-06-19 Shiraishi Chuo Kenkyusho Kk Ketsushoshitsuhosankarushiumu no seizohoho
IL51692A (en) * 1977-03-18 1981-05-20 Sadan Abraham Process for dehydrating hydrated salts in solar ponds
US4233051A (en) * 1979-06-11 1980-11-11 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method for producing calcium borates
JPS5914408B2 (ja) * 1980-07-22 1984-04-04 工業技術院長 含水アルカリ土金属ホウ酸塩の製造方法
SU1321678A1 (ru) * 1985-02-14 1987-07-07 Приморское производственное объединение "Бор" им.50-летия СССР Способ получени гексабората кальци
JPS61204298A (ja) * 1985-03-08 1986-09-10 Nippon Oil Co Ltd アルカリ土類金属ホウ酸塩分散体の製造方法
SU1754656A1 (ru) * 1990-08-01 1992-08-15 Приморское производственное объединение "Бор" им.50-летия СССР Способ получени гексабората кальци
US5688481A (en) * 1995-10-18 1997-11-18 U.S. Borax Inc. Method for producing calcium borate

Also Published As

Publication number Publication date
KR100528571B1 (ko) 2005-11-16
US5785939A (en) 1998-07-28
DE69810121T2 (de) 2003-04-24
AU735325B2 (en) 2001-07-05
EP1009716A4 (en) 2000-07-05
ES2184254T3 (es) 2003-04-01
DE69810121D1 (de) 2003-01-23
KR20010006529A (ko) 2001-01-26
CZ362799A3 (cs) 2000-05-17
EP1009716B1 (en) 2002-12-11
ATE229478T1 (de) 2002-12-15
CN1252775A (zh) 2000-05-10
CA2287464A1 (en) 1998-10-29
CN100402425C (zh) 2008-07-16
TR199800692A3 (tr) 1999-03-22
PE95099A1 (es) 1999-10-06
BR9808558A (pt) 2000-05-23
WO1998047815A1 (en) 1998-10-29
PL336166A1 (en) 2000-06-05
EP1009716A1 (en) 2000-06-21
CA2287464C (en) 2007-06-19
TR199800692A2 (xx) 1999-03-22
HUP0003957A2 (en) 2001-03-28
CZ297906B6 (cs) 2007-04-25
PT1009716E (pt) 2003-04-30
HUP0003957A3 (en) 2001-04-28
JP2001522344A (ja) 2001-11-13
AR012475A1 (es) 2000-10-18
AU7135898A (en) 1998-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5250279A (en) Method for the manufacture of hydrotalcite
HU220786B1 (hu) Eljárás kalcium-borát előállítására
US3558273A (en) Preparation of titanium phosphate platelets
US5688481A (en) Method for producing calcium borate
US5002749A (en) Process for the manufacture of zirconium oxide hydrate from granular crystallized zirconium oxide
US4277457A (en) Alkali calcium silicates and process for preparation thereof
HU181898B (en) Semicontinuous industrial process for producing zeolite a
US3898319A (en) Process for preparing zeolite Y
US4294810A (en) Alkali calcium silicates and process for preparation thereof
US3321269A (en) Process for the production of crystalline calcium carbonate of vaterite type
AU715684C (en) Method for producing calcium borate
US5258168A (en) Production of alunites
US3032391A (en) Production of calcium borates
US3556720A (en) Preparation of titanium phosphate fibers
MXPA98002983A (es) Metodo para producir borato de calcio
JPS6126494B2 (hu)
GB2245550A (en) A process for accelerating the crystallization of mordenite

Legal Events

Date Code Title Description
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee
MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees